2019《探究彈力和彈簧伸長的關(guān)系》教學(xué)設(shè)計.doc

1、探究彈力和彈簧伸長的關(guān)系教學(xué)設(shè)計【課題分析】在學(xué)生學(xué)習(xí)了彈力后，知道彈力是一種最基本的性質(zhì)力，是摩擦力產(chǎn)生的前提和基礎(chǔ)。彈力同時也是物體受力分析中最重要的一種力。彈力來源于形變：“彈力的大小跟形變的大小有關(guān)系，形變越大，彈力也越大，形變消失，彈力就隨著消失” ( 高一物理必修 ) 。但彈力與形變究竟有何關(guān)系，人教版高中物理課本只給出了定性的關(guān)系，原因是彈力與形變關(guān)系比較復(fù)雜。為了降低難度，減小知識的跨越臺階，課程設(shè)置為探究性學(xué)習(xí)，且只研究彈力與彈簧伸長形變的定量關(guān)系。本節(jié)課的教學(xué)內(nèi)容新穎， 形式比較生動， 有講解，有實驗，有板演，有討論，有歸納，有練習(xí)，可以上成一堂比較典型的探究性實驗教學(xué)課。

2、我們改變課堂視角，在培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)研究方法的教育中作了一些探索，讓學(xué)生重走科學(xué)家的探索之路，體味科學(xué)家的探索精神?！窘虒W(xué)目標(biāo)】1、加深彈力和形變關(guān)系的理解，知道彈力產(chǎn)生的條件;2、通過實驗得到彈力與彈簧伸長量的關(guān)系;3、學(xué)習(xí)本課題所用的科學(xué)方法;4、培養(yǎng)學(xué)生的探索精神和團(tuán)隊協(xié)作精神，激發(fā)學(xué)生的求知欲 ;第 1頁5、提高學(xué)生分析、解決實際問題的能力，并體驗成功的愉悅。【教學(xué)重點】彈簧的彈力與彈簧伸長量的關(guān)系?！窘虒W(xué)難點】實驗數(shù)據(jù)的處理方法?！窘虒W(xué)方法】實驗法、談話法。【課前準(zhǔn)備】教師準(zhǔn)備： ( 彈簧秤、鉤碼、直尺、鐵架臺)12 套、 CAI 課件、多媒體展臺。學(xué)生準(zhǔn)備：三角板、筆、草稿紙?！窘虒W(xué)地

3、點】物理多媒體實驗室?！菊n時安排】1 課時?！窘虒W(xué)過程】一、復(fù)習(xí)知識并引入課題師： 多媒體展示 1 、什么是彈力 ?彈力的方向如何 ?舉例說明。2、彈力產(chǎn)生的條件是什么?3、什么叫形變及彈性形變?第 2頁生：回憶并作答。師：根據(jù)學(xué)生回答糾正總結(jié)，并用多媒體展示答案。1、發(fā)生形變的物體，由于要恢復(fù)原狀，對跟它接觸的物體會產(chǎn)生力的作用，這種力叫彈力。例如：放在水平桌面上的書受到桌面對書的彈力，彈力的方向垂直桌面指向書; 而桌面受到的彈力方向垂直桌面向下。掛在電線下面的電燈，受到電線對電燈的彈力，彈力的方向沿著繩而指向繩收縮的方向。2、彈力產(chǎn)生的條件是： 兩物體相互接觸且發(fā)生彈性形變。3、物體的形狀

4、或體積的改變叫做形變; 當(dāng)物體發(fā)生形變時，如果撤消外力，物體又能恢復(fù)原狀，這種形變叫彈性形變。師： 在投影上展示 用手拉彈簧，彈簧會伸長， 用力越大，彈簧伸長也越大，手放開彈簧，彈簧立即恢復(fù)原狀。請同學(xué)們分析演示的實驗原理。生： 師：分析并設(shè)問彈簧受到拉力會伸長， 且平衡時彈簧受到的彈力和外力大小相等，彈簧的伸長越大，彈力也就越大?？梢姡荷扉L( 原因 )→ 發(fā)生形變 ( 原因 )→ 彈力。那么彈力和伸長量之間有什么定量關(guān)系呢 ?本節(jié)課同學(xué)們通過實驗來探究這個關(guān)系。二、實驗探究第 3頁師： 多媒體投影思考題1、采用什么方法給彈簧施力?2、彈力的大小如何確定?3、需要測量那些數(shù)

5、據(jù)?如何記錄數(shù)據(jù) ?4、彈簧能否被過分拉伸?5、什么是彈簧的伸長量?用什么測量 ?師：將學(xué)生前后兩桌四人一組，閱讀課文并討論問題，形成統(tǒng)一答案寫在草稿紙上，準(zhǔn)備派代表回答。生：閱讀課文并積極討論。師：在實驗室巡視，并詢問情況。師：請學(xué)生逐一回答 師生共同總結(jié)：1、用懸掛鉤碼的方法給彈簧施加拉力;2、根據(jù)二力平衡條件，當(dāng)鉤碼平衡時，彈簧產(chǎn)生的彈力和鉤碼的重力大小相等。3、實驗需要測量的數(shù)據(jù)有：彈簧的原長和每次所掛鉤碼對應(yīng)的彈簧的長度。數(shù)據(jù)可用表格記錄，也可用有序?qū)崝?shù)對記錄。4、加在彈簧上的拉力不能太大，以免彈簧被過分拉伸，超出它的彈性限度。5、用直尺測量彈簧掛鉤碼時的長度與未掛鉤碼時的長度之差，

6、就是彈簧的伸長量，第 4頁師：將儀器發(fā)給學(xué)生，每4 人一套。生：學(xué)生討論并得到實驗方法：將彈簧上端固定在鐵架臺的支架上，下端掛上鉤碼靜止時，彈力大小等于重物受的重力，以此測量彈力的大小F，從固定于豎直支架上的刻度尺上測出懸掛重物時彈簧的伸長量x( 或總長度 ) 。生：學(xué)生實驗，并列表記錄實驗數(shù)據(jù)。師：在實驗室巡視，檢查并指點，讓學(xué)生進(jìn)一步思考。抽查學(xué)生統(tǒng)計的表格( 可能有多種表格) ，并在實驗展臺上展示。然后給出參考表格如下：12345678910xx0第 5頁x1x2Δx0Δx1Δx2m0m1m2F0F1F2引導(dǎo)學(xué)生將表格中數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為有序?qū)崝?shù)對：(F ，&

7、Delta;x)1、 (F1 ， Δx1) 2、 (F2 ， Δx2) 3、(F3 ，Δx3)有利于學(xué)生利用數(shù)學(xué)知識，在F -Δx直角坐標(biāo)系中描點。師：根據(jù)學(xué)生設(shè)計表格中測量的數(shù)據(jù)，示范數(shù)據(jù)的處理方法。 多媒體展示 示范圖形：第 6頁1、以彈力為縱坐標(biāo)，彈簧的伸長為橫坐標(biāo)，建立平面直角坐標(biāo)系 ;2、根據(jù)所測數(shù)據(jù)，在坐標(biāo)紙上描點;3、按照圖中各點的分布與走向，嘗試作出一條平滑的曲線 ( 含直線 ) ，所畫的點不一定正好在這條曲線上，但要注意使曲線兩側(cè)的點數(shù)大致相同。生：學(xué)生處理數(shù)據(jù) 師：抽查學(xué)生數(shù)據(jù)處理情況，抽調(diào)幾張結(jié)果在多媒體上展示，并進(jìn)行點評，

8、好的給予肯定，差的進(jìn)行修改和鼓勵。師： 1、根據(jù) FΔx圖象，猜測FΔx的函數(shù)關(guān)系 ;2、函數(shù)關(guān)系式中常數(shù)的單位如何?常數(shù)由圖象中的什么決定 ?生：討論并回答。師： 投影展示 1 、根據(jù)圖象猜測得到函數(shù)：F=kx;2、函數(shù)表達(dá)式中常數(shù)的單位是：牛/ 米(N/m) ，該常數(shù)叫勁度系數(shù)。三、根據(jù)實驗總結(jié)師：根據(jù)實驗過程，歸納總結(jié)實驗步驟。生：學(xué)生歸納總結(jié)在草稿紙上。師： 多媒體展示 幾組學(xué)生的歸納總結(jié)1、測量彈簧的伸長( 或總長 ) ，及所受的拉力 ( 或所掛鉤碼第 7頁的質(zhì)量 ) ，列表作出記錄，要盡可能多測幾組數(shù)據(jù);2、將記錄數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為有序?qū)崝?shù)對;3、以力為縱坐標(biāo)，彈簧

9、的伸長為橫坐標(biāo)，根據(jù)所測數(shù)據(jù)在坐標(biāo)紙上描點;4、按照圖中各點的分布和走向，試作出一條平滑的曲線( 包括直線 ) 。把各點連接起來，盡可能讓更多的點落到曲線上，不能落到曲線上的點應(yīng)大致對稱分布在曲線兩測。5、以彈簧伸長為自變量，寫出曲線所代表的函數(shù)。師：歸納實驗結(jié)論。生：在彈性限度內(nèi)， 彈簧彈力的大小F 與彈簧伸長的長度Δx成正比。四、實驗拓展師：同學(xué)們，前面我們探究了彈力和彈簧伸長的關(guān)系，并得到了結(jié)論，如果彈簧被壓縮，則彈簧的彈力與彈簧壓縮的長度之間又有什么關(guān)系呢 ?生：學(xué)生探索實驗 總結(jié)得到： 在彈性限度內(nèi)， 彈簧彈力的大小 F 與彈簧壓縮的長度 Δx 成正比。五、例

10、題分析師： 多媒體展示 題目：由實驗測得某彈簧的長度L 和彈力的關(guān)系如圖所示，求：(1) 該彈簧的原長為多少?第 8頁(2) 勁度系數(shù)為多少 ?生：學(xué)生思考并表述觀點。師： 多媒體給出解答過程 解：彈簧不產(chǎn)生彈力時的長度等于原長，由圖可知該彈簧原長為L0=15cm。據(jù)勁度系數(shù)的定義：由圖線可知，該彈簧伸長 Δx=(25cm-15cm)=10cm 時，彈力 ΔF=50N ，所以N/m=500N/m。六、課堂練習(xí) ( 潛能開發(fā)，思維上升)師： 多媒體 先出示題目，待學(xué)生做完后，再出示答案。例：某同學(xué)在探索彈力和彈簧伸長的關(guān)系時， 根據(jù)實驗數(shù)據(jù)在圖上畫出了a、 b、 c、 d

11、 四個坐標(biāo)點。(1) 根據(jù) a、b、c、d 四個坐標(biāo)點， 畫出 F Δx 圖線 ;(2) 由圖線，若彈簧原長 50cm，要使彈簧伸長到 75cm，需要多大拉力 ( 仍在彈性限度內(nèi) )?分析與解答： (1) 見圖，判斷四個坐標(biāo)點基本在一直線上，使它們均勻分布在直線兩側(cè)，這樣可以減小偶然誤差。(2) 本題 k=600/20(N/cm)=30N/cm ，根據(jù) F=kΔL ，得到拉力 F=30×(75-50)N=750N 。七、家庭鞏固練習(xí)1、實驗表明：彈簧彈力f 的大小與彈簧的形變量x 有如下關(guān)系 f=kx ，下列說法正確的是()第 9頁A. 式中的 k 反映了某

12、個具體彈簧的一種性質(zhì)B.k 與彈簧所受外力大小成正比C.x 是彈簧伸長或縮短后的長度D.把某彈簧一分兩段，k 的大小減小一半2、有三根完全相同的彈簧，原長為10cm，每根彈簧掛重物 G后，彈簧伸長都是 1cm。現(xiàn)把三根彈簧依次串接成一條長彈簧，再掛上重物 G，則三條彈簧的總長是 () A.31cmB.33cmC.36cm3、一根輕彈簧，上端固定，下端懸掛重量為 G的物體，彈簧長度為 L1，如彈簧下端固定，上端放同一重物，彈簧長度為 L2，該彈簧自然長度為 ，勁度系數(shù)為 。4、一個彈簧秤，由于原彈簧損壞，換了一個新彈簧。經(jīng)測試，不掛重物時，示數(shù)為 2N，掛 100N 的重物時，示數(shù)為92N，那么，當(dāng)讀數(shù)為20N 時，所掛重物的實際重量是?！窘虒W(xué)說明】本課內(nèi)容單純，最終歸結(jié)為胡克定律：F=kx。若強(qiáng)迫學(xué)生記憶，并加以訓(xùn)練，應(yīng)對考試，98%的學(xué)生是能掌握的，同時還能省一個教學(xué)課時。但在中學(xué)物理教學(xué)中，應(yīng)對教材進(jìn)行思想性發(fā)掘。對學(xué)生進(jìn)行物理科學(xué)研究方法，培養(yǎng)實驗研第10 頁究，理論探索興趣，獻(xiàn)身科學(xué)事業(yè)等多方面教育。這些教育應(yīng)滲透在具體課堂教學(xué)中。探究彈力與彈簧伸長的關(guān)系的教學(xué)，不僅僅注重與學(xué)生